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1、金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第第8单元单元 金属和金属材料金属和金属材料一一.学习目标学习目标：1分钟分钟1.了解金属资源的分布了解金属资源的分布 学.2.掌握炼铁的原理掌握炼铁的原理3.学会某些含有杂质的物质的计算方法学会某些含有杂质的物质的计算方法二二.自学前的指点：自学前的指点： 1分钟分钟01自学内容：自学内容：P15-P16前两段前两段自学方法：结合思考题看课本自学方法：结合思考题看课本02自学要求：回答思考题自学要求：回答思考题03三三.学生自学，教师巡视学生自学，教师巡视 :2分钟分钟自学内容：自学内容：15页页16页页一一.金属资源的概况金属资源的概况1.分布：地球
2、上的金属资源广泛地存在于分布：地球上的金属资源广泛地存在于 和和 中中2.存在形式：除少数很不活泼的金属如存在形式：除少数很不活泼的金属如 、 等有等有 形式存在外，其余都以形式存在外，其余都以 形式存在。形式存在。3.矿石矿石:工业上把工业上把 叫做矿石。叫做矿石。 赤赤铁矿的主要成分是铁矿的主要成分是 ，磁铁矿的主要成分是，磁铁矿的主要成分是 。4.地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 ，其次是，其次是 。5.人类每年要提炼人类每年要提炼数以亿吨计的金属数以亿吨计的金属用于工农业生产和用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是其它领域。其中，提取量最大的是 。 四四.自
3、学检测自学检测1:2分钟分钟一一.金属资源的概况金属资源的概况1.分布：地球上的金属资源广泛地存在于分布：地球上的金属资源广泛地存在于 和和 中中2.存在形式：除少数很不活泼的金属如存在形式：除少数很不活泼的金属如 、 等有等有 形式存在外，其余都以形式存在外，其余都以 形式存在。形式存在。3.矿石矿石:工业上把工业上把 叫做矿石。叫做矿石。 赤赤铁矿的主要成分是铁矿的主要成分是 ，磁铁矿的主要成分是，磁铁矿的主要成分是 。4.地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 ，其次是，其次是 。5.人类每年要提炼人类每年要提炼数以亿吨计的金属数以亿吨计的金属用于工农业生产和用于工农业生产
4、和其它领域。其中，提取量最大的是其它领域。其中，提取量最大的是 。 地壳地壳海洋海洋金金银银单质单质化合物化合物能用来提炼金属的矿物能用来提炼金属的矿物Fe2O3Fe3O4铝铝铁铁铁铁自学指导自学指导2：1分钟分钟在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石矿石提问：那么矿石是如何变成金属的？提问：那么矿石是如何变成金属的？自学要求：回答思考题自学要求：回答思考题3自学方法：结合思考题看课本自学方法：结合思考题看课本2自学内容：自学内容：P16铁的冶炼铁的冶炼-1711.实验原理实验原理: 利用利用 与与 反应反应 2.实验装置实验装置: 如图如图8
5、-20 3.实验步骤实验步骤:以下步骤正确顺序是以下步骤正确顺序是 。4.实验现象实验现象:玻璃管理的粉末由玻璃管理的粉末由 逐渐逐渐变变 ，黑色，黑色粉末就是被还原出来的粉末就是被还原出来的 ；试管里澄清的石灰水；试管里澄清的石灰水变变 ，证明有，证明有 生成。点燃尾气有生成。点燃尾气有 色色火焰。火焰。再通入一会儿再通入一会儿CO，直至玻璃管冷却，并熄灭酒精灯当，直至玻璃管冷却，并熄灭酒精灯当红色粉末已转变成黑色后，停止加热，点燃酒精喷灯把红色粉末已转变成黑色后，停止加热，点燃酒精喷灯把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。通入适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。通入CO气体
6、，点燃出气口处的酒精灯。检查装置的气密性。气体，点燃出气口处的酒精灯。检查装置的气密性。学生自学，教师巡视学生自学，教师巡视2 :2分钟分钟自学内容：自学内容：1617页页实验室中还原氧化铁实验室中还原氧化铁1.实验原理实验原理: 利用利用 与与 反应反应 2.实验装置实验装置: 如图如图8-20 3.实验步骤（排序）实验步骤（排序） 4.实验现象实验现象:玻璃管理的粉末由玻璃管理的粉末由 逐渐逐渐变变 ，黑色，黑色粉末就是被还原出来的粉末就是被还原出来的 ；试管里澄清的石灰水；试管里澄清的石灰水变变 ，证明有，证明有 生成。点燃尾气有生成。点燃尾气有 色色火焰。火焰。 再通入一会儿再通入一会
7、儿CO，直至玻璃管冷却，直至玻璃管冷却，并熄灭酒精灯当红色粉末已转变成黑色后，停止加热，点燃并熄灭酒精灯当红色粉末已转变成黑色后，停止加热，点燃酒精喷灯把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。酒精喷灯把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。通入通入CO气体，点燃出气口处的酒精灯。检查装置的气密性。气体，点燃出气口处的酒精灯。检查装置的气密性。自学检测自学检测2:2分钟分钟实验室中还原氧化铁实验室中还原氧化铁一氧化碳一氧化碳氧化铁氧化铁红色红色黑黑Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2实验室用实验室用COCO还原还原Fe2O31.实验原理：实验原理：2.实验装置：实验装置：若没
8、有酒精喷灯，可用酒精灯代替，不过要在若没有酒精喷灯，可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更为集中火焰上加一个金属网罩，使火力更为集中五五.讨论，点拨讨论，点拨 ：8min3.实验步骤：实验步骤： 检查装置的气密性。检查装置的气密性。把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。通入通入CO气体，气体，排除空气，防止一氧化碳与空气混合排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯待排尽后，点燃酒
9、精喷灯当红色粉末当红色粉末已转变成黑色后，停止加热，已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止防止Fe被氧化被氧化。并熄灭酒精灯。并熄灭酒精灯 4.实验现象：实验现象：红色红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰点燃尾气有蓝色火焰CO早出晚归；酒精灯迟到早退早出晚归；酒精灯迟到早退CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2（尾气处理）（尾气处理）5.5.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁 尾气处理尾气处理尾气处理：尾气处理：用燃着
10、的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或 用气球收集尾气用气球收集尾气 CO还原氧化铁必须在封闭的硬质玻还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止管中进行，防止CO污染空气。污染空气。证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸(或加稀盐酸或加稀盐酸 ) 2CO + O2 2CO2（尾气处理）（尾气处理）自学指导自学指导3：P.17末段和图末段和图8-21 (工业炼铁工业炼铁)1.原料原料: . 2.原理：原理： . 3.主要设备主要设备: . 4.冶炼过程中冶炼过程中发生的化学反应：发生的化学反应：5.石灰石的作用：石灰石的作用： . 6.焦炭的作用：焦炭的作用
11、： . 7.产品是：产品是：: . 视频视频铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气在高温下，利用焦炭与氧气反应生成在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来生铁生铁提供热量，产生还原剂提供热量，产生还原剂。将矿石中的二氧化硅转变为炉渣将矿石中的二氧化硅转变为炉渣FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高温高温C+OC+O2 2 CO CO2 2点燃点燃COCO2 2+ C 2CO+ C 2CO高温高温选择铁矿石：除了看铁矿石的含铁量，还要看选择铁矿石：除了看铁矿石的含铁量，还要看有害杂质
12、的含量是多少。有害杂质的含量是多少。赤铁矿赤铁矿FeFe2 2O O3 3磁铁矿磁铁矿FeFe3 3O O4 4铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石、空气空气教师点拨教师点拨:2分钟分钟2.炉渣出口和生铁出口那个高，为什么？炉渣出口和生铁出口那个高，为什么？炉渣出口高，因为生铁的密度大于炉渣炉渣出口高，因为生铁的密度大于炉渣原料中原料中）各种物质的作用各种物质的作用： 焦炭：提供热量，产生还原剂焦炭：提供热量，产生还原剂。 焦炭焦炭石灰石石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣铁矿石铁矿石：提供铁元素：提供铁元素CaCO3 CaO+CO2高温高温高温高温CaO+S
13、iO2 CaSiO3自学检测自学检测3:2分钟分钟自学指导自学指导3：1分钟分钟自学要求：了解计算方法自学要求：了解计算方法3自学方法：看例题自学方法：看例题2自学内容：自学内容：P18例题例题1例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上炼出中含的赤铁矿石，理论上炼出中含铁铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？点拨：有关杂质问题的计算点拨：有关杂质问题的计算代入方程式计算的一定是纯净的质量代入方程式计算的一定是纯净的质量在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含有杂质所用的原料或产物一般都含有杂质, ,在在计算用料时和产量时计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质问题应考虑
14、到杂质问题物质的质量分数物质的质量分数=（纯度纯度）纯净物的质量纯净物的质量不纯净物的质量不纯净物的质量方法：只要将含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，方法：只要将含杂质物质的质量换算成纯净物的质量， 再进行方程式的常规运算即可再进行方程式的常规运算即可100%=a%不纯净物的质量不纯净物的质量纯净物的质量纯净物的质量a%a%纯度纯度=1杂质的质量分数杂质的质量分数例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上炼出中含的赤铁矿石，理论上炼出中含铁铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？赤铁矿赤铁矿生铁生铁Fe2O3Fe80%96%由化学方程式计算由化学方程式计算或由化学式计算或由化学式计
15、算例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上炼出中含铁上炼出中含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：设理论上可炼出铁的质量为解：设理论上可炼出铁的质量为X代入方程式计算时一定要纯净的质量代入方程式计算时一定要纯净的质量 160 256 800t xx= 560 tFe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温方法一：分步法方法一：分步法答：答：理论上练出含铁理论上练出含铁96%的生铁的生铁583t。 560 t 96%=583 t氧化铁的质量：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t 160 2X56 800 t X 例题：用例题：用1000 t含氧化铁含
16、氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96的生铁多少的生铁多少 t ?解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为x160 2561000t80 x96% 160 256 1000t80 x96% x=256 1000t80 16096%= 583 tFe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温答：答：理论上练出含铁理论上练出含铁96%的生铁的生铁583t。小结：我们的收获小结：我们的收获1.知道地球上知道地球上 及我国金属资源概况及我国金属资源概况2.掌握炼铁的原理，认识化学原理对实掌握炼铁的原理，认识化学原理对实际生产
17、的指导作用际生产的指导作用3.学会某些含有杂质的物质的计算方法学会某些含有杂质的物质的计算方法六六.当堂训练当堂训练:（必做题）（必做题） 15min1（10汕头汕头10）铁是一种应用广泛的金属。）铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是下列有关铁的叙述正确的是( )A铁是地壳中含量最多的金属铁是地壳中含量最多的金属 B工业上用二氧化碳冶炼钢铁工业上用二氧化碳冶炼钢铁C用铁可以回收硝酸银废液中的银用铁可以回收硝酸银废液中的银 D铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁C（选做题）（选做题）1.1. （1010梅州梅州2121）（1010分）分）AH是初中化学常见的是初中化学
18、常见的物质。已知物质。已知A为黑色固体单质，为黑色固体单质，G为紫红色固体单质，为紫红色固体单质，B为红棕色粉末，为红棕色粉末，F为黑色粉末，它们的转化关系如下图为黑色粉末，它们的转化关系如下图所示。请回答：所示。请回答：1 1）B的化学式为的化学式为 ，F的化学式的化学式为为 。2 2）A、C、E三种物质中，具有还原性的三种物质中，具有还原性的是是 、 （填化学式）。（填化学式）。3 3）反应的）反应的化学方程式为化学方程式为 ；写一个；写一个能实现反应的化学方程式能实现反应的化学方程式 。4 4）反应中涉及的化学反应基本类型）反应中涉及的化学反应基本类型有有 、 。CO Fe+ CuSO4
19、=Cu+ FeSO4CuO 高温高温4C2Fe2O3 = 3CO24Fe置换反应置换反应 化合反应化合反应Fe2O3 C 2：要炼出含杂质：要炼出含杂质2%的生铁的生铁3200吨，需要吨，需要含氧化铁质量分数为含氧化铁质量分数为80%的赤铁石多少吨？的赤铁石多少吨？在想要和得到之间要做到！在想要和得到之间要做到！解：设需要赤铁矿石质量为解：设需要赤铁矿石质量为X生铁中含纯铁的质量：生铁中含纯铁的质量： 3200t（1-2%）=3136t 160 2X56 80% X 3136 t 160 256 80%X 3136tx= 5600 tFe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温答：答：需要赤铁
20、矿石质量为需要赤铁矿石质量为5600t。3.冶炼冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨的磁铁矿石多少吨?解：需要含解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为x232 356X 90 2000t (1-3%) 232 356 X 90 2000t (1-3%)x=2976.7t答：答：需要含需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为2976.7t。Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温高温2. （10哈尔滨哈尔滨15）某工厂要用赤铁矿石（主要成分）某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼
21、制生铁。若要是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁炼制含铁96%的生铁的生铁63t，假设在炼制过程中损失，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的的赤铁矿石的质量是（质量是（ ）A. 120t B. 108t C.96t D.84tAX (1- 20%)（1-10%）70%=63 96%铁守恒铁守恒 氧化铁中的铁氧化铁中的铁=生铁中的铁生铁中的铁赤铁矿石赤铁矿石氧化铁氧化铁铁铁生铁生铁1000 t80% 70%=X96方法方法2：守恒法：守恒法由于铁矿石中铁元素的质量在反应前后不变，由于铁矿石中铁元素的质量在反应前后不变，可根据铁矿石和生铁中铁元素的质量相等求解可根据铁矿石和生铁中铁元素的质量相等求解解：设炼得生铁的质量为解：设炼得生铁的质量为XX=583t答：答：理论上练出含铁理论上练出含铁96%的生铁的生铁583t。方法方法3：关系式法：关系式法根据最初反应物和最终生成物之间量的关系，写出关系式根据最初反应物和最终生成物之间量的关系，写出关系式Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温Fe2O3 2Fe160 1121000t80 x96%解：设炼得生铁的质量为解：设炼得生铁的质量为X